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dc.creatorFaria, Flávia Duarte-
dc.date.accessioned2023-10-23T13:11:32Z-
dc.date.available2023-10-23T13:11:32Z-
dc.date.issued2023-10-20-
dc.date.submitted2023-08-29-
dc.identifier.citationFARIA, F. D. Obtenção e caracterização de carbono grafítico a partir do resíduo torta de café. 2023. 59 p. Dissertação (Mestrado em Multicêntrico em Química de Minas Gerais)–Universidade Federal de Lavras, Lavras, 2023.pt_BR
dc.identifier.urihttp://repositorio.ufla.br/jspui/handle/1/58445-
dc.descriptionArquivo retido, a pedido da autora, até outubro de 2024.-
dc.description.abstractLarge amounts of industrial waste have been generated annually, negatively contributing to the pollution and degradation of the environment. As a result, agro-industrial residues such as coffee husks and defective coffee have been studied as precursors for the production of value- added products, such as activated carbon, ethanol, biogas, among others. These residues can also be used as raw materials for the production of graphite, which shows high added value and applicability. Therefore, in this study, a residue named “coffee pie” (TC) was used as a precursor to obtain graphitic carbon through its carbonization and thermal treatment, using iron nitrate (III) and nickel nitrate (II) as catalysts. The graphitic carbons prepared with Fe(NO3)3 and Ni(NO3)2 were thermally treated at 800 and 1000°C, respectively, for 30 minutes in the absence of oxygen, by using N2 flow. The characterization of the materials was performed by Raman spectroscopy, X-ray diffraction (XRD), thermal analysis (TG/DTG) and scanning electron microscopy coupled with energy dispersive spectroscopy (SEM-EDS). The Raman spectra showed bands that are characteristic of graphitic carbon for the samples containing nickel and iron. The ratio between the areas of the signals of the D/G bands decreased when coffee pie was thermally treated in the presence of the catalysts, indicating the formation of graphitic carbon. However, the formation of graphitic carbon was more efficient when nickel nitrate was used as catalyst. This higher content (29%) may be related not only to the type of catalyst used, but also to the higher heat treatment temperature. In the XRD analysis, well-defined diffraction lines were attributed to graphitic carbon, mainly for the sample containing nickel. Diffraction lines related to metallic iron, iron carbide and metallic nickel were also observed. It indicates that part of these metals remained in the samples after acid washing. The XRD results also allowed the calculation of the degree of graphitization (29%) and the number of graphite layers formed (15.78) for the sample obtained with nickel (II) nitrate. Thermal analysis showed the loss of mass of the samples as well as the greater thermal stability of the graphite carbon. SEM-EDS images showed that there were no significant changes in the morphology of the material prepared in relation to the carbonized coffee pie and the presence of iron and nickel particles present on the surface of the samples prepared with Fe(NO3)3 and Ni(NO3)2, respectively. Therefore, the results showed that it was possible to obtain graphitic carbon from raw materials derived from agro- industrial waste, which is a way to contribute to circular economy and to reduce environmental contamination.pt_BR
dc.description.sponsorshipCoordenação de Aperfeiçoamento de Pessoal de Nível Superior (CAPES)pt_BR
dc.languageporpt_BR
dc.publisherUniversidade Federal de Lavraspt_BR
dc.rightsrestrictAccesspt_BR
dc.rightsAttribution-NonCommercial-NoDerivatives 4.0 International*
dc.rights.urihttp://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/*
dc.subjectGrafitização catalíticapt_BR
dc.subjectBiomassapt_BR
dc.subjectCarbono - Caracterizaçãopt_BR
dc.subjectCatalytic graphitizationpt_BR
dc.subjectBiomasspt_BR
dc.subjectCarbon - Characterizationpt_BR
dc.titleObtenção e caracterização de carbono grafítico a partir do resíduo torta de cafépt_BR
dc.title.alternativeObtaining and characterizing graphic carbon from coffee pie wastept_BR
dc.typedissertaçãopt_BR
dc.publisher.programPrograma de Pós-graduação Multicêntrico em Químicapt_BR
dc.publisher.initialsUFLApt_BR
dc.publisher.countrybrasilpt_BR
dc.contributor.advisor1Magalhães, Fabiano-
dc.contributor.advisor-co1Penido, Evanise-
dc.contributor.advisor-co2Chagas, Pricila Maria Batista-
dc.contributor.referee1Magalhães, Fabiano-
dc.contributor.referee2Soares, Jenaína Ribeiro-
dc.contributor.referee3Resende, Eliane Cristina de-
dc.description.resumoUma grande quantidade de resíduos vem sendo gerada anualmente, contribuindo dessa forma para a poluição e a degradação do meio ambiente. Com isso, os resíduos agroindustriais como a casca de café e o café defeituoso vêm sendo estudados como precursores para a produção de produtos de valor agregado, como o carvão ativado, etanol, biogás, dentre outros. Estes também podem ser utilizados como matéria prima na produção de grafite, um material de alto valor agregado. Diante do exposto, nesse trabalho o resíduo denominado torta de café (TC) foi utilizado como precursor para a obtenção de carbono grafite por meio da sua carbonização e tratamento térmico, utilizando como catalisadores o nitrato de ferro (III) e nitrato de níquel (II). O carbono grafite preparado com Fe(NO3)3 e Ni(NO3)2 foram tratados termicamente à 800 e 1000 C, respectivamente por 30 minutos. A caracterização dos materiais foi realizada por espectroscopia Raman, Difração de Raios-X (DRX), Análise Térmica (TG/DTG) e Microscopia Eletrônica de Varredura (MEV) e por Espectroscopia de Energia Dispersiva (EDS). Por meio da técnica de Raman, foi possível identificar bandas características do carbono grafite para as amostras contendo níquel e ferro, bandas D e G. A razão entre as áreas dos sinais das bandas D/G diminuíram quando a torta de café foi tratada termicamente na presença dos catalisadores, o que indicou a formação de carbono grafite. Porém, a formação de carbono grafite foi mais eficiente, quando o nitrato de níquel foi utilizado como catalisador. Este maior teor (29%) pode estar relacionado não somente ao tipo de catalisador utilizado, mas também com a maior temperatura do tratamento térmico. Nas análises de DRX foi observada linhas de difração bem definidas, atribuídas ao carbono grafítico, principalmente para a amostra contendo níquel. Também foi observada linhas de difração referentes a ferro metálico, carbeto de ferro e níquel metálico, indicando que parte desses metais permaneceram nas amostras após lavagem ácida. Os resultados de DRX também permitiram calcular o grau de grafitização (29%) e número de camadas de grafite formadas (15,78) para a amostra obtida com nitrato de níquel (II). Os resultados das Análises Térmicas verificaram-se as perdas de massa das amostras bem como a maior estabilidade térmica do carbono grafite. As imagens de Microscopia Eletrônica de Varredura e Espectroscopia de Energia Dispersiva permitiram observar que não houve alterações significativas na morfologia do material preparado em relação à torta de café carbonizada e também foi observada a presença de partículas de ferro e níquel presentes na superfície das amostras preparadas com Fe(NO3)3 e Ni(NO3)2, respectivamente. Portanto, os resultados mostraram que foi possível obter carbono grafítico a partir de matérias primas oriundas de resíduos agroindustriais, o que é uma forma de contribuir para a econômica circular e para reduzir a contaminação ambiental.pt_BR
dc.publisher.departmentDepartamento de Químicapt_BR
dc.subject.cnpqQuímica Orgânicapt_BR
dc.creator.Latteshttps://lattes.cnpq.br/2707411587015736pt_BR
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